Elektromiografia (EMG) jest liczącą kilkadziesiąt lat dziedziną wiedzy, której zadaniem jest badanie elektrycznej aktywności mięśni i nerwów. Osiągnięcia jej pionierów do dziś pozwalają specjalistom zgłębiać kolejne tajemnice związane z funkcjonowaniem układu nerwowęgo i mięśniowego, czy po prostu mogać chorym przywracać utracone funkcje dzięki elektrostymulacji i terapii EMG biofeedback
Początki elektromiografii
W 1791 roku Luigi Galvani dowiódł, że impuls elektryczny wywołuje skurcz mięśni doprowadzając ładunek elektryczny do wypreparowanych nóg żaby. W latach 30 tych XIX wieku włoski fizyk i neurofizjolog, Carlo Matteucci prowadził podobne eksperymenty rozwijając znacząco wiedzę dotyczącą układu nerwowego.
Graficzny opis eksperymentu Luigi Galvaniego (źródło: Wikipedia)
Pierwsze próby rejestrowania sygnałów elektrycznych generowanych przez mięśnie miały miejsce już w XIX wieku. W 1849 roku niemiecki lekarz i zoolog Emil du Bois-Reymond stworzył pierwszy galwanometr, który pozwalał na rejestrację prądu elektrycznego w ciele ludzkim otwierając tym samym drogę do badań nad elektryczną aktywnością mięśni.
Warto nadmienić, że powyższe prace stanowiły podwalinę nie tylko dla rozwoju EMG ale również pokrewnych metod diagnostycznych jak EEG czy EKG.
W latach 20. XX wieku, inżynierowie i lekarze zaczęli eksperymentować z różnymi technikami rejestrowania sygnałów elektromiograficznych. Jednakże, pierwszy elektromiograf do celów klinicznych został opracowany przez Carla Gustava Hasselbalcha w 1928 roku. Stosunkowo proste w budowie urządzenie składało się z igły, która była wprowadzana do mięśnia, podłączonej do galwanometru rejestrującego zmiany potencjałów w mięśniu.
Rozwój technologii elektromiograficznych
W latach 50. XX wieku nastąpił znaczny postęp. Zastosowanie tranzystorów i lamp elektronowych pozwoliło na opracowanie bardziej zaawansowanych urządzeń. Cechowała je większa precyzja i brak potrzeby wprowadzania igły bezpośrednio do mięśnia, dzięki czemu badanie nie było bolesne. W 1952 roku Andrew H. Wyman i Edward W. Stoney opracowali elektrodę powierzchniową, którą można było umieścić na skórze. Dało to możliwość prowadzenia komfortowych i bezpiecznych dla pacjenta badań.
W późniejszych latach wiele zmieniło pojawienie się tranzystorów bipolarnych, wzmacniaczy operacyjnych i mikroprocesorów. Dzięki nim możliwe było stworzenie bardziej zaawansowanych systemów, które mogły precyzyjniej rejestrować i analizować sygnały elektryczne generowane przez mięśnie.
Bardzo istotną postacią w dziedzinie elektromiografii był John V. Basmajian, kanadyjski lekarz i badacz. Jego prace z lat 60. oraz 70. XX wieku przyczyniły się do rozwoju teorii elektromiografii i biofeedbacku.
Zastosowania elektromiografii
Elektromiografia znalazła szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach medycyny, nauk biologicznych, a także inżynierii. W medycynie sportowej, elektromiografia jest wykorzystywana do oceny wydolności mięśniowej i identyfikacji obszarów wymagających treningu. W neurologii, badania elektromiograficzne są niezwykle ważne w diagnostyce chorób nerwowych i mięśniowych. W inżynierii biomechanicznej elektromiografia jest jednym z kluczowych narzędzi do analizy ruchu ludzkiego.
Od wielu lat rozwijane są bioniczne protezy, które bardzo często bazują na sterowaniu opartym o odczyt sygnałów EMG. Również elektro protezy i cała gałąź fizykoterapii oparta o elektrostymulację czerpie właśnie z badań elektromiograficznych.
Coraz popularniejsze jest też zastosowanie elektromiografii w rehabilitacji. Tutaj łączy się ją z treningiem opartym na sprzężeniu zwrotnym i stymulacją (EMG BFB i ETS).
EMG biofeedback to metoda pozwalająca pacjentowi obserwować generowane przez niego sygnały w celach treningowych, np. wzrostu siły skurczu lub lepszej relaksacji danych grup mięśniowych. Takie działanie ma zastosowanie przy wszelkiego typu uszkodzeniach mięśni i nerwów (uraz, udar, uciski na nerwy). Również problemy związane z nietrzymaniem moczu czy stolca daje się bardzo skutecznie rehabilitować przy zastosowaniu tych metod.
Przyszłość elektromiografii
Współczesne technologie elektromiograficzne umożliwiają rejestrowanie sygnałów z dużą precyzją i szybkością. Rozwój technologii bezprzewodowych i miniaturyzacja sensorów elektromiograficznych otwierają nowe perspektywy w zakresie monitorowania aktywności mięśniowej w czasie rzeczywistym. Przykładowy odczyt wielokanałowy (źródło: CTRL-Labs)
Warto tu zwrócić uwagę na cel jaki ma spełniać dana aparatura. Wielokanałowe elektromiografy służące do prowadzenia złożonych badań wymagają dużego zaangażowania zarówno w procesie przygotowania, prowadzenia badania jak i interpretacji wyników. Jednak elektromiografia w medycynie nie musi być skomplikowana i wymagająca złożonych analiz.
Dzięki kooperacji terapeutów z producentami urządzeń, zastosowanie EMG w rehabilitacji pozwoliło rozwinąć rozwiązania szybkie i łatwe w zastosowaniu. Ponieważ w czasie treningu biofeedback ćwiczący aktywnie obserwuje odczyty, zadbaliśmy o to by były one zrozumiałe nawet dla najmłodszych pacjentów. Naszym zdaniem przyszłość elektromiografii to nie tylko ultranowoczesne urządzenia dla ośrodków badawczych. To przede wszystkim dalszy rozwój skutecznych, przystępnych i atrakcyjnych rozwiązań dla pacjentów, a wszystko to aby coraz więcej z nich mogło przywracać utracone funkcje podczas codziennych treningów w domu.
